Mason学长聊科研，旨在为大家提供更加全面、深入的导师解析和科研辅导！每期我们会邀请团队的博士对各个领域的教授导师进行详细解析，从教授简介与研究背景 / 主要研究方向与成果分析 / 研究方法与特色 / 研究前沿与发展趋势 / 对有意申请教授课题组的建议 这五个方面，帮助大家更好地了解导师，学会科研！
教授简介与研究背景
刘教授是兰州大学化学化工学院的杰出学者，目前担任功能有机分子化学国家重点实验室教授、博士生导师。他于1999年至2003年在吉林大学获得理学学士学位，随后在中国科学院化学研究所攻读博士学位，师从范青华研究员，并于2008年获得理学博士学位。在此之后，刘教授继续在中科院化学所工作，先后担任助理研究员和副高级研究员，期间还曾赴日本名古屋大学进行访问学者研究。2020年6月，刘教授加入兰州大学，开始了他独立的学术生涯。
刘教授的研究背景深厚，在有机功能材料领域积累了丰富的经验。他曾多次获得中国科学院化学研究所青年科学特别优秀奖，并于2015年入选中国科学院青年创新促进会会员，2019年被评为优秀会员。这些荣誉充分体现了刘教授在科研道路上的卓越成就和潜力。
刘教授的研究兴趣主要集中在两个方面：新型有机共轭分子的设计与合成，以及共轭分子的光电物性探索。这两个研究方向紧密结合，涵盖了从基础分子设计到实际应用性能研究的完整链条，体现了刘教授对有机功能材料全面而深入的研究思路。
主要研究方向与成果分析
刘教授的研究主要围绕有机共轭分子展开，涉及分子设计、合成、性能表征与应用等多个方面。通过对其发表的论文进行分析，我们可以将其主要研究方向概括为以下几个方面：
(1) 有机场效应晶体管材料研究
刘教授在有机场效应晶体管(OFET)材料的研究上取得了丰硕成果。他通过侧链工程等方法，成功提高了共轭聚合物的电荷载流子迁移率。例如，在2016年发表于Science Advances上的文章中，刘教授及其合作者通过在共轭聚合物中引入离子添加剂，显著提高了场效应晶体管的性能。这项工作为提升有机半导体材料性能提供了新的思路。
此外，刘教授还探索了一些新颖的OFET材料体系。在2020年发表于Advanced Functional Materials的文章中，他们报道了一种基于半融合二酮吡咯并吡咯(DPP)的共轭给体-受体聚合物，该材料展现出双极性场效应晶体管特性。这类材料在有机电子学领域具有重要应用前景。
(2) 单分子电子学研究
刘教授在单分子尺度上的电子学研究也颇具特色。他与合作者利用扫描隧道显微镜裂结(STM-BJ)技术，研究了单分子结的电学性质。例如，在2020年发表于Angewandte Chemie的文章中，他们研究了噻吩基单堆积结的电导特性，发现其电导与分子结构无关，为理解单分子电荷传输机理提供了新的见解。
另一项有趣的工作发表于2019年的Angewandte Chemie，他们实现了单分子结中光驱动的可逆分子间质子转移。这项研究展示了单分子器件在分子开关等应用中的潜力。
(3) 有机热电材料研究
刘教授还关注有机热电材料的开发。在2019年发表于Angewandte Chemie的文章中，他们报道了一种硒取代的DPP聚合物，作为p型有机热电材料展现出优异的性能。这项工作为开发高性能有机热电材料提供了新的分子设计策略。
(4) 分子设计与合成方法学研究
作为有机化学家，刘教授非常重视新型分子的设计与合成方法学研究。在2021年发表于Organic Chemistry Frontiers的综述文章中，他系统总结了二酮吡咯并吡咯(DPP)类化合物的合成方法及其在有机光电材料中的应用。这项工作为DPP类材料的进一步发展提供了重要指导。
研究方法与特色
通过分析刘教授的研究工作，我们可以总结出他的研究方法具有以下特色：
(1) 分子设计导向
刘教授非常注重从分子结构设计入手来调控材料性能。他善于利用侧链工程、杂原子取代等策略来优化分子结构，从而实现对材料性能的精准调控。这种"自下而上"的研究思路使其能够在分子层面上理解材料性能的本质，为材料性能的提升提供了明确方向。
(2) 多尺度研究
刘教授的研究横跨了从单分子到聚集态的多个尺度。他既关注单分子电子学这样的微观研究，又不忽视聚合物薄膜器件这样的宏观应用。这种多尺度研究方法使他能够全面把握材料的性能特点，建立起从分子结构到器件性能的关联。
(3) 交叉学科合作
刘教授的许多工作都是通过与其他领域专家合作完成的。例如，在单分子电子学研究中，他与物理学家紧密合作;在器件研究中，他又与工程领域的专家展开合作。这种交叉学科的研究模式使其研究更具创新性和实用性。
(4) 理论计算结合
在许多研究中，刘教授都结合了理论计算来辅助理解实验现象。这种理论与实验相结合的研究方法，使其能够更深入地理解材料性能的本质，为分子设计提供理论指导。
研究前沿与发展趋势
基于刘教授的研究工作，我们可以展望有机功能材料领域的一些研究前沿和发展趋势：
(1) 高性能有机半导体材料
尽管有机半导体材料已取得长足进步，但其性能仍难以与无机材料相比。如何进一步提高有机半导体材料的载流子迁移率、稳定性等关键参数，仍是该领域的重要挑战。刘教授在侧链工程等方面的工作为此提供了有益思路。
(2) 柔性可穿戴电子器件
随着柔性电子技术的发展，有机材料在可穿戴设备等领域展现出巨大潜力。如何设计兼具优异电学性能和机械性能的有机材料，将是未来重要的研究方向。
(3) 单分子器件
单分子器件代表了电子学的终极微型化。虽然目前仍处于基础研究阶段，但其在分子开关、分子传感等领域的应用前景令人期待。刘教授在单分子电导研究方面的工作，为这一领域的发展做出了贡献。
(4) 有机热电材料
有机热电材料因其柔性好、成本低等优点，在余热回收等领域具有广阔应用前景。如何提高有机材料的热电性能，使其接近无机材料的水平，是该领域面临的重要挑战。
(5) 绿色化学与可持续发展
在日益重视环境保护的背景下，开发绿色合成方法、可降解有机材料等将成为重要趋势。这要求研究者在追求材料性能的同时，也要考虑其全生命周期的环境影响。
对有意申请教授课题组的建议
对于有意申请刘教授课题组进行暑期科研或攻读硕博学位的学生，我提供以下建议：
(1) 夯实基础知识：刘教授的研究涉及有机化学、物理化学、材料科学等多个学科。申请者应当加强这些领域的基础知识学习，特别是有机合成、分子光电性质等方面的知识。
(2) 培养实验技能：有机合成与表征是刘教授研究工作的重要组成部分。申请者应当注重实验技能的培养，熟悉常用的有机合成方法和表征技术。
(3) 关注前沿进展：定期阅读相关领域的最新文献，了解研究前沿和热点问题。这不仅有助于拓宽视野，也能帮助你在面试中展现对该领域的热情和了解。
(4) 提高英语水平：刘教授的研究工作大多发表在国际顶级期刊上，良好的英语读写能力是必不可少的。
(5) 培养创新思维：刘教授的研究工作常常体现出独特的创新视角。申请者应当培养自己的创新思维能力，学会从新的角度思考问题。
(6) 注重团队合作：刘教授的许多工作都是通过团队合作完成的。良好的沟通能力和团队协作精神将有助于你更好地融入课题组。
(7) 提前联系：如果你对刘教授的研究方向感兴趣，建议提前与其取得联系，表达你的兴趣和申请意向。在联系时，应当简要介绍你的背景，并表达对其具体研究工作的了解和兴趣。
(8) 准备研究计划：如果有机会面试，建议准备一份简短的研究计划。这个计划应当基于你对刘教授研究工作的理解，提出一些可能的研究想法或问题。这将展示你的主动性和创造力。
【竞赛报名/项目咨询请加微信：mollywei007】
